Home » Arsip untuk May 2012

EFISIENSI KELOMPOK TIANG PANCANG


EFISIENSI KELOMPOK TIANG
1.       Kapasitas Dukung Kelompok Tiang
Fondasi tiang pancang yang umumnya  dipasang secara berkelompok. Yang dimaksud berkelompok adalah sekumpulan tiang yang dipasang secara relatif  berdekatan dan biasanya diikat menjadi satu dibagian atasnya dengan menggunakan pile cap. Untuk menghitung nilai kapasitas dukung kelompok tiang, ada bebarapa hal yang harus diperhatikan terlebih dahulu, yaitu jumlah tiang dalam satu kelompok, jarak tiang, susunan tiang dan efisiensi kelompok tiang. Kelompok tiang dapat dilihat pada Gambar berikut ini .
Gambar Kelompok tiang  
a. Jumlah Tiang (n)
   Untuk menentukan jumlah tiang yang akan dipasang didasarkan beban yang bekerja pada fondasi dan kapasitas dukung ijin tiang, maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut ini.
  n =P/Qa
Dengan :
  P   = Beban yang berkerja
  Qa = Kapasitas dukung ijin tiang tunggal

b. Jarak Tiang (S)
   Jarak antar tiang pancang didalam kelompok tiang sangat mempengruhi perhitungan kapasitas dukung dari kelompok  tiang tersebut. Untuk bekerja sebagai kelompok tiang, jarak antar tiang yang dipakai adalah menurut peraturan – peraturan bangunan pada daerah masing–masing. Menurut K. Basah Suryolelono (1994), pada prinsipnya jarak tiang (S) makin rapat, ukuran pile cap makin kecil dan secara tidak langsung biaya lebih murah. Tetapi bila fondasi memikul beban momen maka jarak tiang perlu diperbesar yang berarti menambah atau memperbesar tahanan momen.
Jarak tiang biasanya dipakai bila:
1.         ujung tiang tidak mencapai tanah keras maka jarak tiang minimum ≥ 2 kali diameter tiang atau 2 kali diagonal tampang tiang. 
2.         ujung tiang mencapai tanah keras, maka jarak tiang minimum  ≥ diameter tiang ditambah 30 cm atau panjang diagonal tiang ditambah 30 cm.

c. Susunan Tiang
   Susunan tiang sangat berpengaruh terhadap luas denah pile cap, yang secara tidak langsung tergantung dari jarak tiang. Bila jarak tiang kurang teratur atau terlalu lebar, maka luas denah  pile cap akan bertambah besar dan berakibat volume beton menjadi bertambah besar sehingga biaya konstruksi membengkak (K. Basah Suryolelono, 1994).
Gambar dibawah ini adalah  contoh susunan tiang (Hary Christady Harditatmo, 2003)
Gambar Contoh susunan tiang
(Sumber : Teknik Fondasi 2, Hary Christady Hardiyatmo)
 d. Efisiensi Kelompok Tiang
   Menurut Coduto (1983), efisiensi tiang  bergantung pada beberapa faktor, yaitu :
1.         Jumlah, panjang, diameter, susunan dan jarak tiang.
2.         Model transfer beban (tahanan gesek terhadap tahanan dukung ujung).
3.         Prosedur pelaksanaan pemasangan tiang.
4.         Urutan pemasangan tiang
5.         Macam tanah.
6.         Waktu setelah pemasangan.
7.         Interaksi antara pelat penutup tiang (pile cap) dengan tanah.
8.         Arah dari beban yang bekerja.
Persamaan untuk menghitung efisiensi kelompok tiang adalah sebagai berikut :
1.  Conversi – Labarre

Dengan :
 Eg = Efisiensi kelompok tiang
  θ   =  arc tg d/s, dalam derajat
 m  =  Jumlah baris tiang
 n   =  Jumlah tiang dalam satu baris
 d   =  Diameter tiang
 s   =   Jarak pusat ke pusat tiang    36
Gambar Baris kelompok tiang

2.  Los Angeles Group – Action Formula 
Dengan :
  m  = Jumlah baris tiang (gambar 3.12)
  n   =  Jumlah tiang dalam satu baris
  d   =  Diameter tiang
  s   =   Jarak pusat ke pusat tiang

e. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada Tanah Pasir
   Pada fondasi tiang pancang, tahanan gesek maupun tahanan ujung dengan s ≥ 3d, maka kapasitas dukung kelompok tiang diambil sama besarnya dengan jumlah kapasitas dukung tiang tunggal (Eg = 1). Dengan memakai rumus berikut : 
Sedangkan pada fondasi tiang pancang, tahanan gesek dengan s < 3d maka faktor efisiensi ikut menentukan. 
Dengan :
  Qg = Beban maksimum kelompok tiang
  n   =  Jumlah tiang dalam kelompok
  Qa = Kapasitas dukung ijin tiang
  Eg  = Efisiensi kelompok tiang

f. Kapasitas Dukung Kelompok Tiang Pada Tanah Lempung
   Kapasitas dukung kelompok tiang pada tanah lempung dihitung dengan menggunakan rumus berikut, (Sumber : Braja M Das).
1. Jumlah total kapasitas kelompok tiang
   ∑Qu = m . n . (Qp + Qs)
          = m . n . (9 . Ap . Cu + ∑p . ∆L . α . Cu)
2. Kapasitas berdasarkan blok (Lg, Bg, LD)
   ∑Qu = Lg . Bg . Nc’ . Cu + ∑2 . (Lg + Bg) . Cu . ∆L
Dengan :
  Lg = Panjang blok (Gambar 3.12)
  Bg = Lebar blok (Gambar 3.12)
  LD = Tinggi blok (Gambar 3.12)
   ∆L = Panjang segment tiang   38
  Dari kedua rumus tersebut, niali terkecil yang dipakai. Kelompok tiang dalam tanah lempung yang bekerja sebagai blok dapat dilihat pada gambar 3.12 berikut :
 Gambar Kelompok tiang pada tanah lempung
(Sumber : Teknik Fondasi 2, Hary Christady Hardiyatmo)

1.      Penurunan Fondasi Kelompok Tiang
1. Tanah Pasir
   Beberapa metode dari penelitian dapat digunakan untuk menghitung penurunan fondasi kelompok tiang antara lain, yaitu :
 a. Metode Vesic ( 1977)

 Dengan :
  S  = Penurunan fondasi tiang tunggal
  Sg = Penurunan fondasi kelompok tiang
  Bg = Lebar kelompok tiang
  d  = Diameter tiang tungal

  b. Metode Meyerhoff (1976)
  1. Berdasarkan N – SPT  


Dengan :
  q   = Tekanan pada dasar fondasi
  Bg = Lebar kelompok tiang
N  = Harga rata – rata N – SPT pada kedalaman ± Bg dibawah ujung fondasi tiang
  2. Berdasarkan CPT
Dengan :



 q   = Tekanan pada dasar fondasi
  Bg = Lebar kelompok tiang   44
  qc = Nilai konus pada rata – rata kedalaman Bg

2. Tanah Lempung
  Penurunan fondasi yang terletak pada tanah lempung dapat dibagi menjadi tiga komponen, yaitu : penurunan segera  (immediate settlement), penurunan konsolidasi primer dan penurunan konsolidasi sekunder. Penurunan total adalah jumlah dari ketiga komponen tersebut dan dinyatakan dalam rumus berikut :
   S = Si + Sc + Ss 
Dengan :
  S = Penurunan total
  Si = Penurunan segera
  Sc = Penurunan konsolidasi primer
  Ss = Penurunan konsolidasi sekunder
 a. PenurunaN segera
  Penuruna segera adalah penurunan yang dihasilkan oleh distorsi massa tanah yang tertekan dan terjadi pada volume konstan. Menurur  Janbu, Bjerrum dan Kjaemsli (1956) dirumuskan sebagai berikut :






Dengan :
   Si        = Penurunan segera
   q         = Tekanan netto fondasi (P/A)
   B        = Lebar tiang pancang kelompok
   E        = Modulus elastis
   µi       = Faktor koreksi untuk lapisan tanah dengan tebal terbatas H
   µo      = Faktor koreksi untuk kedalaman fondasi Df





Gambar Grafik faktor koreksi
(Janbu, Bjerrum dan Kjaemsli (1956)

 b. Penurunan Konsolidasi Primer
  Penurunan konsolidasi primer adalah  penurunan yang terjadi sebagai hasil dari pengurangan volume tanah  akibat aliran air meninggalkan zona tertekan yang diikuti oleh pengurangan kelebihan tekanan air pori. Rumus yang dipakai untuk menghitung penurunan konsolidasi primer yaitu sebagai berikut :

Dengan :
    ∆e = Perubahan angka pori
   eo  = Angka pori awal
   e1 = Angka pori saat berakhirnya konsolidasi
   H  = Tebal lapisan tanah yang ditinjau.

 c.  Penurunan Konsolidasi Sekunder
  Penurunan konsolidasi sekunder adalah  penurunan yang tergantung dari waktu, namun berlangsung pada waktu setelah konsolidasi primer selesai yang tegangan efektif akibat bebannya telah konstan. Besar penurunannya merupakan fungsi waktu (t) dan kemiringan kurva indeks pemampatan sekunder (Cα). Rumus kemiringan Cα adalah sebagai berikut :

 Maka penurunan konsolidasi sekunder dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
 
Dengan :
   Ss  = Penurunan konsolidasi sekunder
   H  = Tebal benda uji awal atau tebal lapisan lempung
   ep  = Angka pori saat akhir konsolidasi primer
   t2   =  t1 + ∆t
   t1   = Saat waktu setelah konsolidasi primer berhenti

1.      Pembebanan Pada Fondasi Kelompok Tiang Pancang
3.1 Beban Vertikal Sentris
   Beban ini merupakan beban (V) per satuan panjang yang bekerja melalui pusat berat kelompok tiang (O), sehingga beban (V) akan diteruskan ke tanah dasar fondasi melalui  pile cap dan tiang – tiang tersebut secara terbagi rata. Bila jumlah tiang yang mendukung fondasi tersebut (n) maka setiap tiang akan menerima beban sebesar :

 dapat dilihat pada Gambar  berikut :
 

Gambar Beban vertikal sentris

3.2 Beban Vertikal dan Momen
Gambar  Beban vertikal dan momen
Gaya luar yang bekerja pada kepala tiang (kolom) didistribusikan pada  pile cap  dan kelompok tiang fondasi berdasarkan rumus elastisitas dengan menganggap bahwa pile cap kaku sempurna (pelat fondasi cukup tebal), sehingga pengaruh gaya yang bekerja tidak menyebabkan pile cap melengkung atau deformasi. Maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut :

 Dengan :
  Mx, My   = Momen masing – masing di sumbu X dan Y
  x, y         = Jarak dari sumbu x dan y ke tiang
   ∑x2, ∑y2 = Momen inercia dari kelompok tiang
  V            = Jumlah beban vertikal
  n             = Jumlah tiang kelompok
  P            = Reaksi tiang atau beban axial tiang 






PDA TEST (PILE DRIVING ANALYSIS)

TUJUAN PENGUJIAN PDA TEST


Tujuan pengujian tiang dengan Pile Driving Analyzer ( PDA ) adalah untuk mendapatkan data tentang :
1. Daya dukung aksial tiang.
2. Keutuhan / integritas tiang.
3. Efisiensi enerji yang ditransfer.



Jenis fondasi tiang yang dapat diuji dengan ‘PDA’ tidak terbatas pada tiang pancang saja. ‘PDA’ juga dapat digunakan untuk tiang yang dicor di tempat seperti tiang bor, tiang franki dan jenis fondasi tiang lainnya.
1. Daya Dukung Aksial Tiang
Penentuan daya dukung aksial tiang didasarkan pada karakteristik dari pantulan gelombang yang diberikan oleh reaksi tanah ( lengketan dan tahanan ujung ).
Korelasi yang baik antara daya dukung tiang yang diberikan dari hasil ‘PDA’ dengan cara statis yang konvensional telah diakui, yang membawa pada pengakuan ‘PDA’ sebagai metode yang sah dalam ASTM D-4945-1996.
Meski demikian, harus dicatat korelasi yang ditujukan dalam grafik didasar-kan pada hasil pengujian jika daya dukung batas ( ultimate ) dicapai baik dengan ‘PDA’ maupun dengan pengujian statis yang konvensional.

Keutuhan Tiang
Kerusakan pada fondasi tiang dapat terjadi karena beberapa hal antara lain pada saat pengangkatan tiang atau selama pemancangan tiang. Untuk tiang bor, pengecilan penampang dan longsornya tanah adalah kerusakan yang paling umum dijumpai. Kerusakan ini dapat dideteksi dengan ‘PDA’.
Berdasarkan ‘F’ ( gaya ) dan ‘V’ ( kecepatan ) yang terekam dari gelombang selama perambatannya sepanjang tiang, lokasi dari kerusakan dapat dideteksi dan luas penampang sisa dari tiang dapat diperkirakan.
Jika hanya keutuhan tiang saja yang dibutuhkan, sebuah sub-sistem dari ‘PDA’ yang disebut ‘ Pile Integrity Tester ‘ lebih ekonomis untuk digunakan dari pada ‘PDA’.
Efisiensi Palu Pancang
‘PDA’ mengukur enerji pemancangan actual yang ditranfer selama pengujian. Karena berat palu pancang dan tinggi jatuh palu pancang dapat diketahui, maka efisiensi enerji yang ditransfer dapat dihitung.

PERALATAN PDA TEST
Peralatan untuk pengujian ‘PDA’ terdiri dari :
1. Pile Driving Analyzer ( PDA ),
2. Dua (2) strain transducer.
3. Dua (2) accelerometer
4. Kabel Penghubung.





Peralatan dapat dimasukkan dalam kotak perjalanan yang cukup kuat. Setiap set ‘PDA’ dan perlengkapannya membutuhkan satu atau dua kotak yaitu berukuran sekitar 600 mm x 500 mm x 400 mm: dengan berat sekitar 30 kg.

PROSEDUR PENGUJIAN PDA TEST
Pengujian dinamis tiang didasarkan pada analisis gelombang satu dimensi yang terjadi ketika tiang dipukul oleh palu.

Regangan dan percepatan selama pemancangan diukur menggunakan strain transducer dan accelerometer. Dua buah strain transducer dan dua buah accelerometer dipasang pada bagian atas dari tiang yang diuji ( kira-kira 1,5- x diameter dari kepala tiang ).
Pemasangan kedua instrument pada setiap pengukuran dimaksudkan untuk menjamin hasil rekaman yang baik dan pengukuran tambahan jika salah satu instrument tidak bekerja dengan baik.
Pengukuran direkam oleh ‘PDA’ dan dianalisis dengan ‘ Case Method’ yang sudah umum dikenal, berdasarkan teori gelombang satu dimensi. Latar belakang teoristis pengujian dinamis tiang dapat dibaca pada lampiran A.
Pemasangan Instrumen
Pengujian dinamis dilaksanakan untuk memperkirakan daya dukung aksial tiang.
Karena itu, pemasangan instrument dilakukan sedemikian rupa sehingga pengaruh lentur selama pengujian dapat dihilangkan sebanyak mungkin.
Untuk itu harus dilakukan adalah :
1. Strain transducer harus dipasang pada garis netral dan accelerometer pada lokasi berlawanan secara diametral.
2. Posisi dari palu pancang harus tegak lurus terhadap garis strain transducer.
Persiapan Pengujian PDA TEST
Persiapan pengujian terdiri dari :
1. Penggalian tanah permukaan sekeliling kepala tiang, apabila kepala tiang
sama rata permukaan tanah.
2. Pengeboran lubang kecil pada tiang untuk pemasangan strain transducer dan accelerometer.
3. Pemasangan instrument.
Informasi yang diperlukan dalam PDA test.
1. Gambar yang menunjukan lokasi dan identifikasi tiang.
2. Tanggal pemancangan.
3. Panjang tiang dan luas penampang tiang.
4. Panjang tiang tertanam.
pedoman pengujian
Pengujian ‘PDA’ dilaksanakan berdasarkan prosedur yang tercantum dalam ASTMD-4945-1996.
Waktu Pengujian PDA test


Pengujian ‘PDA’ dapat dilakukan selama pemancangan untuk memonitori perkembangan daya dukung tiang sejalan dengan tiang masuk makin dalam, kenerja dari sistem pemancangan atau memonitor tegangan pada saat pemancangan yang ekstrim.
Tetapi umumnya ‘PDA’ digunakan untuk menentukan daya dukung jangka panjang tiang fondasi. Untuk tujuan ini, pengujian ‘PDA’ sebaiknya dilakukan beberapa hari setelah pemancangan, setelah gaya lengketan tanah mulai bekerja.

Deformasi

Deformasi merupakan perubahan bentuk, dimensi dan posisi dari suatu materi baik dari suatu materi baik merupakan bagian dari alam ataupun buatan manusia dalam skala waktu dan ruang. Deformasi dapat terjadi jika suatu benda atau materi dikenai gaya(Force).
Deformasi terbagi menjadi dua jenis yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Deformasi elastis adalah deformasi atau perubahan bentuk yang disebabkan oleh pemberian beban, dimana apabila beban dihilangkan maka bentuk dan ukuran akan kembali kebentuk semula atau deformasi yang terjadi akan hilang. Daerah deformasi elastis berlaku hukum hooke yaitu regangan  akan sebanding dengan tegangan  sesuai dengan modulus elastisitas. Sedangkan Deformasi plastis adalah perubahan bentuk yang merupakan kelanjutan dari deformasi elastis yang bersifat permanen meskipun beban dihilangkan.
A.      Pengujian tarik
Tujuan utama dari teori pembentukan ialah memperkirakan besarnya deformasi atau perubahan bentuk dan gaya-gaya yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan itu. kekuatan tarik merupakan sifat mekanik material yang penting untuk diketahui. Kekuatan tarik suatu bahan dapat diketahui dengan melakukan uji tarik dari material tersebut. Pengujian dilakukan dengan memberikan beban axial sacara kontinu yang makin lama makin besar pada material. Perubahan panjang spesimen terhadap besarnya beban oleh mesin tarik di plot menjadi diagram P - .
Kurva ini dapat diperoleh dari hasil uji tarik material, dimana dari hasil tersebut dapat diketahui informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data penghubung dari spesifikasi suatu material. Dari kurva ini juga dapat diketahui besar kekuatan luluh dan juga kekuatan tarik maximum dari material. Kurva dibawah ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.
Gambar 1. Gambaran uji tarik

Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut "Ultimate Tensile Strength" disingkat dengan UTS, dalam bahasa Indonesia disebut tegangan tarik maksimum.

sumber : http://dtaufiqnr.blogspot.com/2012/04/deformasi.html
Tanah dan Sifat Teknis Tanah

Tanah dan Sifat Teknis Tanah

1.    Tanah granular
Jenis tanah yang termasuk kedalam tanah granular yaitu pasir, kerikil, batuan dan campurannya. Tanah granular merupakan material yang baik untuk mendukung bangunan dan badan jalan karena tanah ini mempunyai kapasitas dukung yang tinggi dan penurunan kapasitas dukung kecil asalkan tanahnya relatif padat. Penurunanan kapasitas dukung terjadi segera karena permukaan tanah diterapkan beban. Penurunan yang besar juga dapat terjadi pada tanah yang tidak padat jika terdapat getaran dengan frekuensi tinggi. Tanah granular merupakan tanah yang baik untuk tanah urug pada dinding penahan tanah karena menghasilkan tekanan lateral yang kecil. Tanah granular ini mudah dipadatkan dan merupakan material untuk drainase yang baik karena lolos air. Tanah yang baik untuk timbunan karena mempunyai kuat geser yang tinggi. Tanah ini jika dicampur dengan tanah kohesif tidak dapat digunakan sebagai bahan tanggul, bendungan, kolam dan lain-lain permeabilitasnya besar[1].
2.    Tanah kohesif
Jenis tanah yang termasuk tanah kohesif yaitu lempung, lempung berlanau, lempung berpasir atau berkerikil yang sebagian besar butiran tanahnya terdiri dari butiran halus. Dalam menentukan kuat geser tanah ini dapat ditentukan dengan melihat nilai kohesinya.
Tanah granular mempunyai beberapa sifat yaitu mempunyai kuat geser rendah, bila basah bersifat plastis dan mudah mampat (menurun), menyusut bila kering dan mengembang bila basah, akan berkurang kuat gesernya bila kadar air bertambah dan struktur tanahnya terganggu, berubah volumenya dengan bertambahnya waktu akibat rayapan (creep) pada beban yang konstan, merupakan material kedap air, material yang jelek untuk tanah urug karena menghasilkan tekanan lateral yang tinggi[1].
3.    Tanah lanau dan loess
Lanau merupakan material yang butiran-butirannya lolos saringan no. 200. Peck, dkk. (1953) membagi tanah ini menjadi dua kategori yaitu :
1.    Lanau tepung batu yang mempunyai karakteristik tidak berkohesi dan tidak plastis, sifat teknis lanau tepung batu cenderung mempunyai sifat pasir halus,
2.    Lanau yang bersifat plastis
Secara umum tanah lanau mempunyai sifat yang kurang baik yaitu mempunyai kuat geser rendah setelah dikenai beban, kapilaritas tinggi, permeabilitas rendah dan kerapatan relatif rendah dan sulit dipadatkan.
Loess adalah material lanau yang diendapkan oleh angin dengan diameter butiran kira-kira 0,06 mm. Sifat tanah ini jika mengandung material pengikat (lempung atau kapur) dalam kondisi kering tanah ini mempunyai kapasitas dukung sedang sampai tinggi. Akibat penjenuhan, loess kehilangan sifat rekatnya dan dapat mengalami penurunan yang tinggi[1].
4.    Tanah organik
Tanah organik adalah tanah yang tersusun dari bahan organik dan mempengaruhi sifat-sifat teknis tanah. Bahan-bahan organik tersebut terdiri dari sisa tumbuh-tumbuhan dan binatang. Jumlah bahan organik dalam tanah organik dinyatakan dengan kadar organik. Kadar organik adalah nilai banding antara berat bahan organik terhadap contoh tanah yang kering oven. Berat bahan organik dapat ditentukan dengan memanaskan contoh tanah untuk membakar bahan organiknya (Mc Farland, 1959).
 
sumber : http://dtaufiqnr.blogspot.com/2012/04/tanah-dan-sifat-teknis-tanah.html
Back To Top